（应用心理学专业论文）动态与静态呈现方式下面孔信息的阈限研究.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 摘要 面孔是生活中最常见的物体，也是一类特殊的视觉刺激，其认知具有特殊性。以往的 面孔研究主要是以静态面孔为研究对象。但生活中我们见到的面孔基本上都处于运动状 态，因此，研究动态面孔的认知规律具有很高的理论和实践意义。虽然动态面孔识别规律 已经在近几年得到了广泛的研究。但到目前为止，还没有有关动态面孔结构信息、特征信 息变化的阈限方面的系统研究。 本研究在以往没有类似研究的情况下，用恒定刺激的方法，在动态顺序呈现和静态乱 序呈现两种条件下，分别求出特征信息和结构信息单维变化时面孔的动态阈限和静态阈 限，并通过比较动态阈限和静态阈限的差别探讨动态面孔认知加工的特点和规律。 本研究包括两个系列的实验，其中系列实验一研究面孔特征信息的动态阈限和静态阈 限；系列实验二研究面孔结构信息的动态阈限和静态阈限。 本研究的结果表明： ( 1 ) 面孔特征信息的动态阈限和静态阈限分别为：眼睛2 9 9 2 、3 7 2 1 ；嘴巴3 4 8 4 、 3 8 1 5 ；鼻子4 3 6 0 、4 6 0 0 。 ( 2 ) 面孔结构信息的动态阈限和静态阈限分别为：眼睛6 0 2 像素、6 8 5 像素；嘴巴 8 1 4 像素、8 2 9 像素；鼻子6 1 5 像素、7 6 7 像素。 ( 3 ) 面孔特征信息的动态阈限低于静态阈限，差异显著，从数量角度证明了动态增益 效应。 ( 4 ) 无论是特征信息还是结构信息，从趋势上来看，都是眼睛的阈限值最小，说明眼 睛在动态面孔识别中也起着非常重要的作用。 关键字动态面孔阈限结构信息特征信息 浙江理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t h 啪a i lf a c e s 撇t l l em o s tc o m m o nt h i n gmo u r 捌l yl 舱1 1 1 e yc o n v e yi 晌m a t i o na b o u t i d e n t i 吼1 i pm o v e m e n t s ，g a z ed i r e c t i o l l ，锄de m o t i o i l ，锄da r et l l ep f i m a r ya n dm o s tp o w e 血l s o u r c eo fi 川o m a ：t i o nm e d i a t i n ge m o t i o n a l 锄dl i n g u i s t i cc o m m u i l i c a t i o n 嬲、) l ，e na ss o c i a l 妣r a c t i o n s m o s to f 恤f a c e sw ee n c o 吼t e r e di i ls o c i a ll i f ea r em o v i n gf a c e s r n l e r e f o r e ， i n v e s t i g a 土i n g 廿l ec o g m t i v em l e so fd y n a i i l i cf a c e sa n dc o m p 撕i 培i tw i t l ln l a to f s t a t i cf a c e si so f h i 曲m e o 巧锄dp r a c t i c em e 砌n g s 舢t l l o u 曲m el a wo fd y n a m i cf k er e c o g i l i t i o n i i lr e c e m y e a r sh a sb e e ne x t e n s i v e l ys t u d i e d b u ts of 弛n o r 蚰m c t u 】融i i l f o n n a t i o na b o u td y n 锄i cf a c eo r f e a ：t u r e a s p e c t so f 廿1 e i o m a t i o nc h a n g e sm es y s t e mm r e s h 0 1 dh a s b e e nr e v e a l e d i i lt 1 1 i s s t l l d y ，w i t h o u tp r e v i o u sc 2 l s eo fs i m i l a rs t u d i e s ，w eu s ec o n s t a n ts t i m u l u sm e t h o da r l d t l l eo r d e r o fp r e s e n t a ：t i o ni nad y n 锄i ca n ds t a t i cc o n d i t i o n st or e s e a r c hf - a c et l l r e s h o l do fb o t l lf e a t u r a l i 1 1 f o m a t i o na n dc o g f i g u r a li i l f o n l l a t i o n b yc o m p a r i n gt 1 1 ed y n 锄i ca i l d s t a t i ct h r e s h o l d ，w ec 锄 s e e 廿1 ed i a e r e n c eo f p r o c e s s i i 培p r o g r e s sb e 觚e e nd y n 锄i cf a c ea n ds t a t i cf 砬e w ec a nc o n c l u d em a t ： ( 1 ) t i l ed y n 锄i c 觚ds t a t i c 恤e s h 0 1 do f f i a c ef e a t l l r a l i n f o n n a t i o na r e ：e y e s2 9 9 2 、3 7 2 1 ； m o u t h3 4 8 4 、3 8 1 5 ：n o s e4 3 6 0 、4 6 0 0 q ) t l l ed y n 锄i ca i l d 删i ct h r e s h o l do f ec o i 啦；u r a li 幽m a t i o n a r e ：e y e s6 0 2p i x e l s 、6 8 5 p i x e l s ；m o u t h 8 1 4p i x e l s 、8 2 9p i x e l s ；n o s e6 1 5p i x e l s 、7 6 7p i x e l s g ) t h em r e s h o l do ff e a n j r a li i 曲n i l a t i o no fd ) ，l l 锄i ca 1 1 ds 协t i cf i a c e sa r e 蚴i s t i c a l l y d i 行e r e m ，i n d i c a t i n gt l l ep e r c e p t i o na d v 趾t a g ei nm o t i o nf a c e s ( 4 ) b o t l lf e a t u r a l i n f o m a t i o na n dc o n f i g u r a l i n f o 肌a t i o 玛五m mt h ep e r s p e c t i v eo f 仃e n d ，t 1 1 e e y e sa r et 1 1 ei i l j 眦m u mt 1 1 r e s h o l dl e v e l ，i n d i c a t i n gt l l a tt h ee y e sa l s op l a yav e 巧i m p o n a m tr 0 1 e i 1 1t h ed y n 锄i cf 犯e r e c o g n i t i o n k e yw o r d s ：m o t i o nf i a c e ；矗l c i a lt h r e s h o l d ；f e a t l 】r a l i i 面m a t i o n ；c o i l f i g u r a l i n f o 册a t i o n 浙江理工大学硕士学位论文 第一章前言 面孔是人们日常生活中最常见的视觉刺激。面孔也是我们获得他人信息的一个主要来 源：面孔可以告诉我们这个人是谁，他们的年龄、性别，或者当下的感受，它是视觉辨别 个体身份的最具鉴别性的指标。通过面孔认知这种基本而重要的社会行为，人们可以获得 许多重要的社会信息。研究面孔加工的基本规律和特点不但有助于对面孔认知中的特殊现 象( 例如面孔反转效应【1 1 、组合面孔效应【2 】等) 进行解释，也有助于理解人类一般知觉加工模 式。因此心理学家和其他行为科学工作者对其进行了大量的研究。 面孔识别的个体研究最早可以追溯到达尔文对人和动物的情绪表达的研究( g o i d s t e i n 1 9 8 3 ) 【3 1 ，在面孔研究的早期，研究者们大多将静态面孔用作为研究对象【4 1 。但是在现实 生活中，人们看到的面孔绝大多数都是处于运动状态【5 】。从上世纪七十年代开始，心理学 家开始对动态面孔认知规律展开研刭6 】。 在动态面孔的研究中，目前主要的研究都是围绕动态面孔具有增益效应1 进行的f 7 】。但 到目前为止，还缺乏对动态面孔认知规律的定量层面的研究，并且在以往的研究中，所选 取的动态材料、静态材料也存在信息不对等问题。 本研究将以动态面孔为研究对象，用恒定刺激的方法，在动态顺序呈现和静态乱序呈 现两种条件下，分别求出特征信息和结构信息单维变化时面孔的动态阈限和静态阈限，并 通过比较两者差别探讨动态面孔认知加工的特点和规律。 1 即以动态形式呈现的面孔，其识别绩效好于以静态形式呈现的面孔。 1 浙江理工大学硕士学位论文 2 1 相关研究 第二章研究背景 截至2 0 1 0 年8 月，检索知网、维普、e b s c o h o s t 、e i s e v i e r 、g g i es c h o i a r 等国内外知 名数据库，均未找到动态面孔阈限方面的研究成果。与此相关的文献主要集中在动态面孔 识别规律和静态面孔阈限领域。下面主要介绍这两方面的研究。 2 1 1 动态面孔认知规律研究 面孔的运动状态分为两种：刚性运动和非刚性运动。其中，刚性运动( r 嚼df a c i a im o t i o n ) 也可称为整体运动，是指面部器官相对位置不动，面孔作为一个整体相对身体运动，如头 部的转动、点头摇头等。在这种面部活动中，面部的各个特征，如眼睛、鼻子、嘴巴以及 脸部轮廓等并不发生变化。刚性头部运动可归纳为社交互动信号。例如在开始一段谈话前， 我们会把头转向谈话对象。与静态相比，刚性面孔运动为观察者提供动态刺激，还提供更 - 多观察头部的视觉角度【7 】【8 】。非刚性运动( n o n r i g i df a c i a im o t i o n ) 是指面孔部件间相对位置发 生了变化的运动，可以分为讲话运动，表情运动和眼睛注视改变。非刚性运动可以给我们 提供很多有用的信息：讲话时面孔提供的视觉线索作用在于提高演讲的易懂性。面部表情 可以表达人的情绪。眼睛注视方向的变化提供注意物体的线烈7 l 【剐。 2 1 1 1 刚性动态面孔的认知规律研究现状 刚性运动面孔认知规律的研究主要是围绕着面孔增益效应进行的。很多研究表明，刚 性运动的面孔具有面孔增益效应。例如，s c h i 仟等发现在认知记忆实验的测验阶段呈现刚 性运动的面孔，被试的辨认正确率显著高于单幅静态和多重静态图像条件【9 】。1 9 9 7 年，p i k e 等人的研究在学习阶段呈现面部和身体的整体活动、单幅静态图片或多幅静态图片，结果 发现，与呈现单幅或多幅静态图片相比，在学习阶段呈现面部和身体的整体活动能帮助提 高面部识别正确率【圳。l a n d e r b r u c e ( 2 0 0 3 ) 的实验发现，在学习阶段呈现刚性运动面孔， 被试的判断准确率显著高于学习阶段呈现静态图像条件下的判断准确型1 1 1 。 但是也有一些研究不支持面孔增益效应。例如，b r u c e 等( 1 9 8 8 ) 发现刚性运动面孔并 没有在面孔识别任务中显示出明显的识别优势【1 2 】。l a n d e r 和c h u a n g ( 2 0 0 5 ) 的实验也没有发 现，刚性面孔运动对面部识别的这种动态增益效应【1 3 1 。 由以上研究可知，刚性动态运动的面孔对面孔识别能起到促进作用，但也有部分实验 2 浙江理工大学硕士学位论文 不支持这一观点。 2 1 1 2 非刚性动态面孔认知规律研究现状 目前非刚性面孔认知规律的研究，也主要围绕着动态面孔增益效应进行的。 。非刚性运动是否具有增益效应存在着争议。有一些实验认为，非刚性动态面孔相比静 态面孔，能够促进识别。例如，k n a p p m e y e r 在2 0 0 3 的一系列实验，研究了表情与面部几 何结构在面部识别中的作用。结果显示，无论面部静态信息明显还是模糊，个体的表情都 对面孔辨认产生影响。在随后的实验中，k n a p p m e y e r 将面孔反转，被试仍然能够通过表情 对面孔进行辨认1 4 】。l a n d e r ( 2 0 0 3 ) 研究说话时引起的嘴部活动和面部表情在面孔识别中 的作用。实验结果发现，相比在学习阶段呈现静态图像，被试学习动态图像的识别正确率 更耐1 1 j 。l a n d e r ( 2 0 0 6 ) 使用自然微笑和人造微笑对表情的动态增益效应进行研究，发现 在使用自然微笑时被试的判断绩效才具有动态增益效应，而在人造微笑时没有发现这种效 应【1 5 】。 但也有一些研究不支持非刚性面孔具有动态增益效应，这些研究大多使用的是陌生面 孔。例如，h i i ( 2 0 0 1 ) 研究发现，非刚性动态信息在身份辨认方面比静态信息有微弱的优 势1 6 1 。c h r i s t i e ( 1 9 9 8 ) 使用陌生面孔的面部表情进行新旧面孔判断任务，同样也没有发现 动态优势效应f 1 7 】。 2 1 1 3 实验材料问题 在动态面孔识别规律的研究中通常都会使用到两种实验材料：动态材料和静态材料 【2 3 】【2 5 1 。回顾以往的研究，这两种材料的制作有以下两种情况： 第一种实验材料的搭配组合是视频和静态图片，即动态材料为自然条件下拍摄的视 频，静态材料为一张或者几张静态图片。例如，在p i k e 等人的研究中，实验材料分为三种： 动态( d y 响m i ci m a g e ) 、多幅静态图像( m u i t p i es t a t j ci m a g e ) 和单幅静态图像( s i n g l es t a t i c i m a g e ) 【1 0 】。这三种图像都是从同一段视频中产生的。动态材料是一段长1 0 秒的视频；多 幅静态图像是在动态视频中每隔2 秒选取一帧，共5 帧；单幅静态图像是1 帧正面的面孔 图片。l a n d e r 和b r u c e ( 2 0 0 3 ) 使用的动态材料是从视频库中挑选的视频，视频中模特上下左 右地做着刚性运动；多幅静态材料是截取视频中模特分别向上、下、左、右看的那几帧图 片【1 1 l 。 第二种实验材料的搭配组合是动态和静态材料都是由图片所组成的。例如，c h r i s t i e 和 b r u c e ( 1 9 9 8 ) 的实验中，用了三帧按角度顺序排列的图片组成了面孔动态材料，用同样三 帧图片打乱顺序组成了相应的静态面孔【1 7 】。 曼 浙江理工大学硕士学位论文 这些实验材料都存在不足：第一种实验材料组合中，鉴于使用的动态材料是自然拍摄 的视频，而静态材料是视频中截取的某几帧图片。两种刺激本身的信息量就不相等，因而 无法保证实验效果的真实性。第二种实验材料中，用少数几张静态图片组成动态材料，无 法有效地形成动态知觉，进而也会对实验效果产生不利的影响。 2 1 2 面孔阈限的研究现状 按照心理物理学的操作性定义，刚刚能够引起感觉的最小刺激强度被叫做绝对阈限， 刚刚能引起差别感觉的刺激之间的最小强度差叫做差别阈限1 8 】。 本研究中的面孔阈限是指引起被试感觉的面孔特征信息2 或者结构信息3 最小改变量。 因此在下文中所称“面孔阈限”均指的是面孔差别阈限。如果在呈现阶段呈现的是面孔动 态材料，那么在这种条件下得到的特征和结构信息阈限，我们将其称为动态阈限；与之相 对应，如果在呈现阶段呈现的是面孑l 静态材料，那么在这种条件下得到的特征和结构信息 阈限，我们将其称为静态阈限。 关于静态面孔阈限，有以下几个研究。李宏汀在其博士论文中采用标准阶梯法、使用 相对辨别的实验范式研究了平均面孔的特征和结构信息单维、双维改变时的阈限值。结果 发现，单维结构信息改变时，眼睛的认知阈限值和鼻子、嘴巴的认知阈限值比较，没有显 著差异，但对眼睛结构信息变化的认知阈限值要略低一些；单维特征信息改变时，眼睛的 认知阈限值最低，与鼻子、嘴巴的认知阈限值也没有显著差异【1 9 1 。 王哲的研究也使用了标准阶梯法和相对辨别的实验范式，结果发现，面孔眼睛、嘴巴 二者的认知敏感性差异接近显著，与嘴巴的认知阈限值相比，对眼睛特征信息变化的认知 阈限值明显要低一些1 2 0 1 。 李宏汀、葛列众( 2 0 0 6 ) 的研究发现，随着面孔结构信息的改变，被试对面孔正确辨 认的变化趋势可分为快速增长区、慢速增长区两个区域。在面孔单维结构信息变化的各维 度上，平均面孔的认知阈限值要小于熟悉面孔的认知阈限值【2 1 1 。 总结以上研究可知，目前面孔阈限的文献主要集中在静态面孔阈限领域，对于动态面 孔的阈限缺乏相关研究。 2 面孔的特征信息是指面孔上相对独立的特征及其性质，如眼、鼻、嘴、头发、眉毛、脸颊等部件的形 状、大小等。 3 面孔的结构信息是指这些部件的相对空间结构关系，通常用这些部件的实际距离来表征，比如眼睛之 间的距离，鼻子到眉心的距离，鼻子到嘴的距离等。 4 浙江理工大学硕士学位论文 2 z 问题提出 综合以往的研究，我们认为，在面孔阈限方面，还有以下问题需要做进一步的研究： 在研究内容上，存在两点问题需要研究： 对于面孔阈限的研究主要探讨的是静态面孔的阈限，缺乏对动态面孔阈限值的研 究。 以往动态面孔研究的关注点多集中于动态面孔的增益效应上，缺乏对动态面孔特 征和结构信息在动态面孔识别中作用的研究。 在研究方法上，也存在两点问题需要研究： 实验变量的操作上，缺乏对面孔信息的定量层面的操作。在以往李宏汀等的静态 面孔阈限研究中，研究者用m o r p h 和p h o t o s h o p 软件对特征信息和结构信息进行了定量的 操作。但是在动态面孔研究领域，多数研究都把运动的面孔视为一个整体，没有对刚性运 动面孔的特征信息和结构信息进行定量的操作， 在实验材料的制作上，存在信息不对等、组成动态材料帧数过少的问题。 2 3 研究构思 针对以往文献中研究内容的两点不足，本研究进行了以下改进： 第一，针对以往的研究内容缺乏对动态面孔阈限的研究这一不足，本研究尝试在同一 实验条件下求出面孔的动态阈限和静态阈限，对刚性动态面孔的特征信息阈限和结构信息 阈限作系统的研究。 第二，针对以往研究缺乏对动态面孔特征信息和结构信息的关注这一不足，本研究尝 试对特征信息和结构信息在动态面孔识别中的作用进行研究。通过研究刚性动态面孔特征 和结构信息的阈限对比，考察刚性动态面孔中结构信息和特征信息的认知规律和特点。 针对以往文献中研究方法的两点不足，本研究进行了以下改进： 第一，针对以往动态面孔研究实验变量操作缺少量化指标的问题，本实验中采用m o r p h 和p h o t o s h o p 技术，对刚性动态面孔的特征和结构信息进行定量化操作。用某一个面孑l 特 征信息改变量的百分比来定义该特征信息。用移动的像素数来定义结构信息。这些定量操 作可以有效的保证实验结果的可靠性。 第二，针对以往动态面孔研究中实验材料的信息不对等以及帧数过少等问题，本实验 5 浙江理工大学硕士学位论文 用连续拍摄的1 1 张面孔不同角度的照片顺序呈现作为动态材料；用同样的1 1 张照片乱序 排列呈现作为对照的静态材料。这样制作出来的动态材料和静态材料含有的信息量完全对 等，而且较大的帧数，可以保证产生有效的动态效果，乱序呈现可以消除静态图片连续呈 现中有可能出现的动态效果。 基于以上构思，本研究设计了六个实验，分为两个系列研究。系列研究一由实验一、 实验二、实验三构成，目的是探讨面孔眼睛、鼻子、嘴巴特征信息的动态阈限和静态阈限； 系列研究二由实验四、实验五、实验六构成，目的是探讨面孔眼睛、鼻子、嘴巴结构信息 的动态阈限和静态阈限。 六个实验构思图如下： 图2 1 实验构思图 2 4 研究意义 本研究具有以下几点意义 1 、在研究构思上，对动态面孔的阈限值做出了系统的研究； 2 、在实验材料上，对刚性运动面孔实验材料的选用和制作提出了新的方法。 3 、在研究深度上，从定量的角度比较了动态面孔和静态面孔之间认知规律的差异。 4 、在研究内容上，本研究对特征信息和结构信息在动态面孔识别中的作用进行了探 讨。 6 浙江理工大学硕士学位论文 第三章实验研究 3 1 实验一眼睛特征信息的动态阈限和静态阈限 3 1 1 实验目的 本实验用恒定刺激的方法，在动态顺序和静态乱序呈现两种条件下，分别求出眼睛特 征信息单维变化时的动态和静态阈限，并比较两者的差别。 3 1 2 实验方法 3 1 2 1 实验装置 用于运行实验e p r i m e 程序的d e l l 电脑一台，呈现刺激材料的1 7 寸彩色纯平显示器 一台，以及用于被试做反应的标准键盘一个。 3 1 2 2 实验材料 实验材料分为动态材料、静态材料、原始面孔图片和改动面孔图片四类。用连续拍摄 的1 1 张面孔不同角度的照片顺序呈现作为动态材料：用同样的1 1 张照片乱序排列呈现作 为对照的静态材料。原始面孔图片是拍摄动态和静态材料的模特正面照片；改动面孔图片 是在原始图片的基础上改变特征和结构信息值制作出的面孔图片。 这些材料的制作详见以下说明。 3 1 2 2 1 面孔图像采集 在面孔图像采集阶段，有5 位参与者作为被拍摄的模特参与了实验。模特坐在一把可 以3 6 0 度自由转动的转椅上，拍摄用的照相机距离转椅3 米。拍摄时照相机的高度均调节 到与模特双眼相同高度。在相机的左右两侧分别放置一个柔和光源，以保证拍摄出的照片 中模特的面孔上不会出现由面部轮廓导致的阴影。拍摄前模特面部的油脂均被除去，以保 证拍摄时不会出现局部反光的现象。另外，有刘海的男生和长发的女生头发都用发箍扎住 以免遮挡面部。 每名模特都被拍摄了1 1 张不同朝向角度的图片。这1 1 个角度分别为0 。，2 0 。，4 0 。，6 0 。，8 0 。，9 0 。，1 0 0 。，1 2 0 。，1 4 0 。，1 6 0 。，1 8 0 。其中0 。表示面部转向右 侧的侧脸图像，1 8 0 。表示面部转向左侧的侧脸图像，9 0 。表示面部正对照相机时的正面 面孔图像。不同的拍摄角度通过转动被试所坐的转椅实现。即拍摄时照相机保持不动，转 椅转动，将模特的特定角度的面孔展现出来。每位模特的1 1 张照片将被用来制作面部动 态材料，其中正面的面孔图片即是原始图片，将被用来制作改动面孔图片。拍摄过程中模 浙江理工大学硕士学位论文 特始终保持脊背挺直，姿势不变，并保持正性表情，每个角度拍摄多张照片，以便后期选 择最佳的图像进行制作。 在处理图像时，先将所有图片转换为灰度图，然后将全部面孔图片上的显著特征( 例 如痣、斑点、青春痘、胡渣等) 都通过p h o t o s h o p 除去，以保证被试在识别中不会受到这 些显著特征的影响。最后把每个图像的大小都调整为7 2 0 8 5 3 像素。处理后的图片如图 3 1 所示。 图3 1 面孔图片示意图 3 1 2 2 2 动态材料和静态材料制作 在本实验中，用连续拍摄的1 1 张面孔不同角度的照片顺序呈现作为动态材料，如图 3 2 所示。其中，我们使用了在上一步骤中拍摄的同一模特的1 1 张头部从一侧水平地转向 另一侧不同角度的面孔图片，每幅面孔图片呈现1 2 0 m s ，图片之间没有间隔。整个动态材 料连续呈现的画面时长1 3 2 0 m s 。以这种方法制作出5 位模特的5 段动态材料。 图3 2 动态材料示意幽 在本实验中的静态材料使用的是与制作动态材料同样的1 1 张照片，与动态材料有完 全相同的帧数，但在呈现这1 1 张照片时，不是按照朝向角度的顺序，而是随机乱序呈现。 如图3 3 所示。其中，第一幅和最后一幅图片与相应动态材料的第一张和最后一张图片完 全相同，保持恒定，以避免第一幅和最后一幅图像由于分别缺乏自，j 摄抑制和后摄抑制而导 致材料在呈现静态信息上的差异。每帧图片呈现时间为1 2 0 m s ，图片之间没有时i 、日j 问隔。 8 浙江理工大学硕士学位论文 整个静态材料的呈现时间和动态材料一样，也是1 3 2 0 m s 。以这种方式制作出5 位模特的s 段静态材料。 图3 3 静态材料示意图 3 1 2 2 3 原始面孔图片和改动面孔图片制作 原始面孔图片是每位模特正对照相机拍摄的照片。5 位模特每人一张，一共有5 张。 改动面孔图片是在这5 张原始图片的基础上制作出的面孔图片。在实验一中改动的是 眼睛特征信息。采用m o r p h 软件和p h o t o s h o p 软件对原始图片的眼睛与平均面孔4 的眼睛 进行合成，先通过p h o t o s h o p 软件将原始面孔和平均面孔的眼睛部分单独剪切出来，大小 的选择以眼睛的轮廓为界，然后采用m o r p h 软件进行眼睛的平均合成，在合成过程中通过 选择原始面孔眼睛和平均面孔眼睛各自所占的比重来确定面孔眼睛变化的大小，将合成后 的眼睛置换到原始图片上，即得到一张改动图片( 详细方法请见附录一) 。实验一中用到 的改动面孔图片共有2 5 张。 具体的改动照片情况如表3 1 所示。表中的数字表示眼睛特征信息更改的百分数。眼 睛特征信息变化的数量是通过控制原始面孔特征和平均面孔特征在平均合成后的特征中 所占的各自比例来实现的，比如，表中眼睛特征信息改变了3 表示原始面孔眼睛特征在 平均后得到的眼睛特征中占9 7 的比例，平均面孔眼睛特征占3 的比例。其余依此类推。 表3 1 实验一中改动图片的改动细 4 平均面孔图片足由3 2 位男性面孔经m o r d h 软件合成产生的 2 1 】。 9 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 3 实验设计 面孔原始图片 眼睛特征信息改动8 3 图片 图3 4 改动面孔图片示意图 实验一采用被试内设计。 自变量是面孔呈现方式。有动态顺序呈现和静态乱序呈现两种水平。动态顺序呈现水 平下呈现的是动态材料，静态乱序呈现水平下呈现的是静态材料。 因变量为被试反应正确率和反应时。 实验分为练习和正式实验两个阶段。练习阶段有2 4 次试验，其中1 2 次是呈现动态材 料，另外1 2 次呈现静态材料。每段动态或者静态材料对应6 张图片，分别是1 张原始面 孔图片和5 张改动面孔图片。在每种面孔呈现条件下，每位模特对应的原始面孔图片与改 动面孔图片都各呈现2 次。练习阶段使用1 套动态和静态材料。使用过的材料不再用于正 式实验。 正式实验包含动态和静态2 种面孔呈现条件。每种条件对应1 张原始面孔图片和5 张 改动面孔图片。每张图片重复3 0 次，实验总共包含3 6 0 次试验。 当呈现的是原始面孔图片时，被试做出“是”反应记为正确反应；当呈现的是改动面 孔图片时，被试做出“否”反应记为j 下确反应。程序自动记录被试做出反应的正确率和反 应时，并且只记录呈现改动面孔图片时的反应。呈现原始面孔图片的情况作为探测刺激条 件，用来检验被试有没有认真做反应。为了消除反应的位置效应，实验中有一半被试按“1 ” 键表示“是”，按“2 ”表示“不是”；另一半则相反。 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 3 1 4 被试 有1 2 名在校大学生参加了本次实验。所有被试年龄均在1 9 至2 3 周岁之间，视力或 矫正视力在1 0 以上。无类似实验经历。 3 1 5 实验流程 每名被试在一间安静且光照充足恒定的房间里独立完成实验。实验刺激物通过电脑显 示器呈现。实验采用1 7 英寸分辨率为1 0 2 4 7 6 8 像素的l e n o v o 显示器显示。实验程序由 e p r m es o f t w a r e2 0 ( p s y c h o l o g i c a is o f t w a r et o o i s ，2 0 0 7 ) 控制，标准键盘作为反应设备。实 验过程中，被试正立坐于显示器前，距离显示器约5 0 c m 。 实验开始后首先会在屏幕中央呈现实验指导语( 见附录二) 。主试让被试阅读指导语， 并对被试的疑问进行解答。待被试了解实验任务要求后，由被试白行按键开始下面的实验。 实验分为练习和正式实验。 在每名被试正式实验前，会有一个包含2 4 次试验的练习阶段。练习阶段的任务与正 式实验完全相同，练习阶段的刺激材料不会出现在正式实验中。 正式实验的流程如图3 5 所示。每一次试验( t r i a i ) 开始，屏幕中央会出现文字提示“请 按空格键开始播放视频”，被试按空格键后，屏幕上出现注视点，然后呈现动态材料或者 静态材料，呈现时长是1 3 2 0 毫秒；在这之后会出现一张白板的视觉掩蔽，持续时长是3 0 0 毫秒；视觉掩蔽消失之后在屏幕中央立即呈现原始面孔图片或者改动面孔图片。被试的任 务是判断呈现的图片与之前动态材料或静态材料中的面孔是否相同，并在标准的数字键盘 上做按键反应。要求被试又快又准地做反应，即在保证正确率的前提下尽量地快。被试作 出反应后图片就消失。图片呈现的最长时间是1 0 秒，如果1 0 秒内没有作出反应，图片消 失。 浙江理工大学硕士学位论文 图3 5 实验流程图 盈 被试在完成一半的实验之后会给予2 分钟的休息时间。休息结束后开始下一半实验。 3 1 6 数据分析和结果讨论 本实验结果由s p s s w i n l l 5 软件包处理。 在所有的实验数据中，只对改动面孔图片的数据进行分析，作为探测刺激的原始面孔 图片的判断数据不计入统计分析。分析前删除超出均值两个标准差的被试数据，删除的数 据占总数据的比例低于5 。 下面主要分析两个方面的问题，一是面孔眼睛特征信息单维变化时的动态阈限和静态 阈限，二是动态阈限和静态阈限的差异比较。 浙江理工大学硕士学位论文 表3 2 面孔眼睛特征信息单维变化的动态阈限和静态阈限 动态阈限反应时( m s ) 静态阈限反应时( m s ) ( 改动百分比)( 改动百分比) 均值( 标准差) 2 9 9 2 ( 1 2 4 1 )1 1 4 7 ( 5 7 )3 7 2 1 ( 1 4 1 6 )1 1 6 1 ( 5 4 ) t 检验 阈限：t o 0 6 2 = 一2 5 7 9 ，p = 0 0 2 6 o 0 5 ) 。 这一结果说明，被试在动态呈现条件下和静态呈现条件下对于嘴巴特征信息改变的 敏感性没有显著差异。但是从趋势上来看，嘴巴特征信息的动态阈限要低于静态阈限。 3 2 7 结论 本实验得出以下结论： 1 ) 动态呈现条件下嘴巴特征信息改变的阈限是3 4 8 4 静态呈现条件下嘴巴特征信 息改变的阈限是3 8 1 5 。 2 ) 动、静呈现条件下嘴巴特征信息改变的阈限差异不显著。从趋势上看，相对于静 态阈限来说，动态呈现下的阈限较低。 浙江理工大学硕士学位论文 3 3 1 实验目的 3 3 实验三鼻子特征信息的动态阈限和静态阈限 本实验用恒定刺激的方法，在动态顺序和静态乱序呈现两种条件下，分别求出鼻子特 征信息单维变化时的动态和静态阈限，并比较两者的差别。 3 3 2 实验方法 3 3 2 1 实验装置 用于运行实验e pr f m e 的程序d e l l 电脑一台，1 7 寸彩色纯平显示器一台，以及标准 键盘一个。计算机用于控制整个实验程序，记录被试反应。显示器用于显示实验照片。 被试在标准键盘上进行按键反应。 3 3 2 2 实验材料 实验材料分为动态材料、静态材料、原始面孔图片和改动面孔图片四类。 5 段动态材料、5 段静态材料、5 张原始图片都和实验一中使用的完全一样。改动面 孔图片是在这5 张原始图片的基础上制作出的面孔图片。本实验中使用的改动图片是鼻 子特征信息改动过的照片，制作方法见实验一，改动图片共有2 5 张。改动照片具体情 况如表3 5 所示。表中的数字表示鼻子特征信息更改的百分数。鼻子特征信息变化的数 量是通过控制原始面孔特征和平均面孔特征在平均合成后的特征中所占的各自比例来 实现的，比如，表中鼻子特征信息改变了7 表示原始面孔鼻子特征在平均后得到的鼻 子特征中占9 3 的比例，平均面孔鼻子特征占7 的比例。其余依此类推。 表3 5 实验三中改动图片的改动细节 浙江理工大学硕士学位论文 3 3 3 实验设计 面孔原始图片鼻子特征信息改动9 9 图片 图3 7 鼻子特征信息改动示意图 采用被试内设计( 同实验一) 。 自变量是面孔呈现方式。有动态顺序呈现和静态乱序呈现两种水平。动态顺序呈现水 平下呈现的是动态材料，静态乱序呈现水平下呈现的是静态材料。 因变量为被试反应正确率和反应时。 3 3 4 被试 有1 2 名在校大学生参加了本次实验。所有被试年龄均在1 9 至2 3 周岁之间，视力或 矫j 下视力在1 0 以上。无类似实验经历。 3 3 5 实验流程 每名被试在一间安静且光照充足恒定的房间里独立完成实验。实验刺激物通过电脑显 示器呈现。实验采用1 7 英寸分辨率为1 0 2 4 7 6 8 像素的l e n o v o 显示器显示。实验程序由 e p r m es o f t w a r e2 0 ( p s y c h o i o g i c a is o f t w a r et 0 0 i s ，2 0 0 7 ) 控制，标准键盘作为反应设备。实 验过程中，被试f 立坐于显示器前，距离显示器约5 0 c m 。 实验开始后首先会在屏幕中央呈现实验指导语( 见附录二) 。主试让被试阅读指导语， 并对被试的疑问进行解答。待被试了解实验任务要求后，由被试自行按键丌始下面的实验。 】9 浙江理工大学硕士学位论文 实验分为练习和正式实验。 在每名被试正式实验前，会有一个包含2 4 次试验的练习阶段。练习阶段的任务与正 式实验完全相同，练习阶段的刺激材料不会出现在正式实验中。 正式实验的流程如图3 5 所示。每一次试验( t r a i ) 开始，屏幕中央会出现文字提示“请 按空格键开始播放视频 ，被试按空格键后，屏幕上出现注视点，然后呈现动态材料或者 静态材料，呈现时长是1 3 2 0 毫秒；在这之后会出现一张白板的视觉掩蔽，持续时长是3 0 0 毫秒；视觉掩蔽消失之后在屏幕中央立即呈现原始面孔图片或者改动面孔图片。被试的任 务是判断呈现的图片与之前动态材料或静态材料中的面孔是否相同，并在标准的数字键盘 上做按键反应。要求被试又快又准地做反应，即在保证正确率的前提下尽量地快。被试作 出反应后图片就消失。图片呈现的最长时间是1 0 秒，如果1 0 秒内没有作出反应，图片消 失。 被试在完成一半的试验之后会给予2 分钟的休息时间。休息结束后程序会自动开始剩 余的试验。 3 3 6 数据分析和结果讨论 本实验结果e e ls p s s w i n l l 5 软件包处理。 在所有的实验数据中，只对改动面孔图片的数据进行分析，作为探测刺激的原始面孔 图片的判断数据不计入统计分析。分析前删除超出均值两个标准差的被试数据，删除的数 据占总数据的比例低于5 。 下面主要分析两个方面的问题，一是面孔鼻子特征信息单维变化时的动态阈限和静态 阈限，二是鼻子特征信息动态阈限和静态阈限的差异比较。 表3 6面孔鼻子特征信息单维变化的动态阈限和静态阈限 动态阈限 反应时( m s )静态闽限反应时( m s ) ( 改动百分比)( 改动百分比) 均值( 标准差) 4 3 6 0 ( 1 6 4 7 )1 2 4 8 ( 7 5 )4 6 0 0 ( 1 9 0 6 )1 1 0 6 ( 9 6 ) t 检验 闽限：t o o 聊= 一o 4 8 6 ，p = o 6 3 6 0 0 5 ；反应时t 0 0 5 2 = 0 6 8 8 ，旷0 5 0 6 注：括号内的数据为标准差，下同 浙江理工大学硕士学位论文 表3 6 的数据均是由1 2 名被试每人的数据平均得到的。对反应时数据进行配对t 检 验，没有显著差异，因此我们得到的阈限数据不存在正确率一反应时权衡，阈限数据是有 效的。 从表3 6 的结果可知，在动态面孔呈现条件下鼻子单维特征信息变化上，被试的平 均阈限值为4 3 6 0 ，标准差为1 6 4 7 。在静态面孔呈现条件下鼻子单维特征信息变化上， 被试的平均阈限值为4 6 o o ，标准差为1 9 0 6 。经t 检验表明动态和静态阈限值差异不 显著( i d = o 6 3 6 o 0 5 ) 。 这一结果说明，被试在动态呈现条件下和静态呈现条件下对于鼻子特征信息改变的 敏感性没有显著差异。但是从趋势上来看，鼻子特征信息的动态阈限低于静态阈限。 3 3 7 结论 本实验得出以下结论： 1 ) 动态呈现条件下鼻子特征信息改变的阂限是4 3 6 0 ；静态呈现条件下鼻子特征信 息改变的阈限是4 6 0 0 。 2 ) 动、静呈现条件下鼻子特征信息改变的阈限差异不显著。从趋势上看，相对于静 态阈限来说，动态呈现下的阈限较低。 2 1 浙江理工大学硕士学位论文 3 4 1 实验目的 3 4 实验四眼睛结构信息的动态阈限和静态阈限 本实验用恒定刺激的方法，在动态顺序和静态乱序呈现两种条件下，分别求出眼睛结 构信息单维变化时的动态和静态阈限，并比较两者的差别。 3 4 2 实验方法 3 4 2 1 实验装置 用于运行实验e p r i m e 的程序d e l l 电脑一台，1 7 寸彩色纯平显示器一台，以及标准 键盘一个。计算机用于控制整个实验程序，记录被试反应。显示器用于显示实验照片。 被试在标准键盘上进行按键反应。 3 4 2 2 实验材料 实验材料分为动态材料、静态材料、原始面孔图片和改动面孔图片四类。 5 段动态材料、5 段静态材料、5 张原始图片都和实验一中使用的完全一样。改动 图片是在这5 张原始图片的基础上制作出的面孔图片。 在本实验中改动的是眼睛结构信息。眼睛结构信息变化的数量是通过双眼之间的距 离变化来实现的，使用p h o t o s h o p 软件对原始图片的眼睛部分进行内移，即得到张改动 照片。本实验中用到的改动照片共有2 5 张。改动图片具体情况如表3 7 所示。表格中眼 睛的改动数字表示两只眼睛同时向眉心的方向移动的象素数目。 表3 7 实验四中改动图片的改动细节 浙江理工大学硕士学位论文 原始面孔图片 眼睛内移1 1 个像素 图3 8 眼睛结构信息改动照片图示 3 4 3 实验设计 采用被试内设计( 同实验一) 。 自变量是面孔呈现方式。有动态顺序呈现和静态乱序呈现两种水平。动态顺序呈现水 平下呈现的是动态材料，静态乱序呈现水平下呈现的是静态材料。 因变量为被试反应正确率和反应时。 3 4 4 被试 有1 2 名在校大学生参加了本次实验。所有被试年龄均在1 9 至2 3 周岁之间，视力或 矫正视力在1 0 以上。无类似实验经历。 3 4 s 实验流程 每名被试在一间安静且光照充足恒定的房间罩独立完成实验。实验刺激物通过电脑显 示器呈现。实验采用1 7 英寸分辨率为1 0 2 4 7 6 8 像素的l e n o v o 显示器显示。实验程序由 e p r - m es o f t w a r e2 0 ( p s y c h o i o g i c a is o f t w a r et 0 0 i s ，2 0 0 7 ) 控制，标准键盘作为反应设备。实 验过程中，被试j 下立坐于显示器前，距离显示器约5 0 c m 。 实验开始后首先会在屏幕中央呈现实验指导语( 见附录二) 。主试让被试阅读指导语， 浙江理工大学硕士学位论文 并对被试的疑问进行解答。待被试了解实验任务要求后，由被试自行按键开始下面的实验。 实验分为练习和正式实验。 在每名被试正式实验前，会有一个包含2 4 次试验的练习阶段。练习阶段的任务与正 式实验完全相同，练习阶段的刺激材料不会出现在正式实验中。 正式实验的流程如图3 5 所示。每一